Question

將一定量的碳與8 g O₂置于一密閉容器中，使之在高溫下反應(yīng)，當(dāng)恢復(fù)至原溫度時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)比原來(lái)增大0.4倍，則參加反應(yīng)的碳的質(zhì)量是多少？

Answer 1

4.2 g

同溫同容時(shí)，氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量成正比。若只發(fā)生反應(yīng)：
C+O₂   CO₂
0.25 mol       0.25 mol
容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，即增大0倍。
若只發(fā)生反應(yīng)：
2C+O₂   2CO
0.25 mol        0.5 mol
容器內(nèi)壓強(qiáng)增大1倍。
因?yàn)?＜0.4＜1，所以以上兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生。
方法一：平行計(jì)算法
設(shè)轉(zhuǎn)化為CO的碳的物質(zhì)的量為x，轉(zhuǎn)化為CO₂的碳的物質(zhì)的量為y，則：
2C+O₂2CO
2   1      2
x   0.5x    x
C+O₂CO₂
1    1      1
y    y      y

解得：
所以m(C)="(x+y)×12" g·mol^-1="0.35×12" g="4.2" g
方法二：碳原子守恒法
據(jù)題意可知，碳的物質(zhì)的量=混合氣（CO和CO₂）的物質(zhì)的量=1.4倍O₂的物質(zhì)的量
即：n(C)=1.4×="0.35" mol
m(C)="0.35" mol×12 g·mol^-1="4.2" g